摘要:针对薄壁墩台施工过程中容易产生裂缝的问题,分析了裂缝形成的一般规律和原因,并进一步对薄壁墩施工过程中开裂现象提出有效防治措施。
关键词:桥梁;薄壁墩台;裂缝;设计;施工
Abstract:This paper show the cause of bridge pier crack, and analyse the rule, and bring forward the prevent measure.
Key words:bridge; pier; crack; design; construction
薄壁墩台是近年来小跨径的公路桥梁和高等级公路、城市道路的通道、跨线桥普遍采用的一种墩台形式,具有省工、便捷、造型美观等优点。河床不宽时,为减少桥长、节省造价,不让台前锥坡压缩河床,可采用靠河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台,墩台下面设支撑梁,整个桥梁构成框架结构系统,由支撑梁平衡台后压力。
钢筋混凝土薄壁墩台凭其结构轻巧、美观,造价低廉,施工方便等优点在桥梁建设中得到了广泛的应用。而薄壁墩出现开裂的问题也就越显得突出。据分析,薄壁墩台产生的裂缝大多并非是受外力作用产生的荷载裂缝,而是砼在硬化过程中,由于温度变形、收缩变形等原因引起的变形裂缝。要解决薄壁墩台的裂缝问题关键在于预防,实践表明,只要措施得当,有害的变形裂缝完全是可以控制和避免的。
1裂缝形成的一般规律
1.1温度变形裂缝
混凝土在硬化过程中,拌合物中的水泥要产生大量的水化热,而构造物的表面由于受外界影响,温度下降较快,出现内外温差产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就出现温度应力裂缝。环境温差的影响也会产生裂缝,一般在冬期施工时,白天的温度较高,而夜晚的温度下降较快,外部的气温与砼内部会产生较大的温差而导致出现裂缝。
1.2收缩变形裂缝
砼的收缩是一个长期的过程,最终收缩完成大约要20a,但是砼在硬化初期3 d～5 d的收缩最大,对砼的损害也最严重。收缩变形裂缝从时间上可分为塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝。
(1)塑性收缩裂缝。混凝土浇筑后,未硬化仍处塑性状态时就出现的裂缝。砼在浇筑成形后,表面的水被蒸发,而砼内部的水分通过泌水和毛细管的作用上升到表面补充,砼随着水分的蒸发而收缩。对含水量较大的砼(如泵送砼等)而言,表面水分较多,如果处在温度高、风速大和干燥的环境中,或者被模板及基础吸收,表面的水迅速被挥发或吸干,而内部的水分补充不及,造成表面体积收缩过大,而此时砼尚未有足够的强度抵抗,因而产生塑性收缩纹。
(2)干燥收缩裂缝。砼在硬化后,一般在3 d～5 d的时间,如果养护不足或处于高温干燥的环境,砼的收缩较大,而此时砼的水化热已达到或经过了最大值,砼的膨胀作用消失,砼开始整体地均匀收缩,受到外部约束时,砼会产生收缩应力,如果应力超过砼自身的抗拉强度,则会产生干燥收缩裂缝。
2裂缝形成的原因分析
2.1构 造
由于薄壁墩台的结构厚度较小,一般在60 cm～100 cm之间。厚度小,截面的抗拉能力低,大面积的表面由于温度和收缩的作用,产生的收缩力很容易超过混凝土的抗拉力,因而导致出现贯通的裂缝。薄壁墩台的底部设计一般与大体积的承台固结,承台与墩台之间由大量的钢筋联结,约束的刚度极大,造成墩台混凝土在变形时产生较大的应力,这也是形成裂缝的主要原因。
2.2材 料
水泥质量不符合要求,混凝土出现了离析与泛浆现象。骨料中含有泥土或使用了不符合要求的骨料,墩台身较高,混凝土拌和料从上往下卸落时,容易离散,并由于振捣困难,混凝土的均匀性难以得到保证,造成表面或局部位置的砂浆较多,收缩大而不均匀,引起收缩裂缝。
2.3环 境
薄壁墩台表面积大,混凝土受外界环境的影响明显,随着温度与湿度的变化,表面的水分容易蒸发,表面的温度降低较快,内外的温度差过大,表面收缩大,导致裂缝的形成。
2.4施 工
薄壁墩台身较高,钢筋稠密,混凝土搅拌不均或搅拌时间过长,水灰比过大,混凝土捣不充分,保护层厚度不够,硬化前受震动或荷载作用等。由于壁薄、钢筋密,为保证施工质量,混凝土的施工坍落度一般较大,以便于流动,对施工地面条件较差的墩台(如水中墩),常采用泵送混凝土,导致水泥、水和细集料的用量增大,增加了混凝土的收缩量。
3裂缝的预防措施
3.1设计阶段
薄壁墩台由于自身属容易开裂的结构,预防裂缝如能在设计阶予以详[1] [2] [3] 下一页 |
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